A regisztermemória a számítógép legkisebb és leggyorsabb memóriája. Nem része a fő memóriának, és a CPU-ban található regiszterek formájában, amelyek a legkisebb adattároló elemek. Egy regiszter ideiglenesen tárolja a gyakran használt adatokat, utasításokat és memóriacímeket, amelyeket a CPU-nak kell használnia. Olyan utasításokat tartalmaznak, amelyeket jelenleg a CPU dolgoz fel. A feldolgozás előtt minden adatnak át kell mennie a nyilvántartásokon. Tehát a CPU a felhasználók által bevitt adatok feldolgozására használja őket.
A regiszterek kis mennyiségű adatot tárolnak, körülbelül 32 bittől 64 bitig. A CPU sebessége a CPU-ba épített regiszterek számától és méretétől (bitszám) függ. A regiszterek felhasználásuktól függően különböző típusúak lehetnek. A széles körben használt regiszterek közé tartozik az akkumulátor vagy az AC, az adatregiszter vagy a DR, a címregiszter vagy az AR, a programszámláló (PC), az I/O címregiszter stb.
A regisztermemória architektúrája
- Ezt az architektúrát utasítások vezérlik, amelyeken keresztül a műveleteket a regisztereken és a memórián kell végrehajtani. Az architektúrát regiszter plusz memória architektúrának nevezzük, ha az összes operandus benne van a regiszterben.
- Egy műveletnek két operandusa lehet: az egyik a memóriában, a másik pedig egy regiszterben lehet. Másrészt a művelet mindkét operandusa vagy a regiszterben vagy a memóriában található, ami megkülönbözteti a többi architektúrától.
- Ilyen memória például az Intel x86 és az IBM System/360.
- A CPU-ban a regiszterek száma kevesebb, és kis méretűek is. A mérete kisebb, mint 64 bit. Gyorsabb a lemezmemóriához és az elsődleges memóriához képest. Az általános célú regiszterek mérete befolyásolja a szó méretét.
- A számítógép utasításokat ad a regisztrációs számhoz és a nyilvántartás címéhez. A különböző regiszterazonosítók közé tartozik az R0, R1, R7, SP és PC. A regiszter kapcsolódási pontként szolgál egy program és a rendszer adattárolója között.
A számítógépes regiszterek típusai és funkciói:
A lekérési, dekódolási és végrehajtási műveletek a számítógépes regiszterek három fontos szerepe. A nyilvántartás a felhasználó által megadott adatutasításokat a kijelölt helyen gyűjti és tárolja. Az utasításokat megfejtik és feldolgozzák annak érdekében, hogy a felhasználó megkapja a kívánt kimenetet. Annak érdekében, hogy a felhasználó a várt eredményeket megkapja és megértse, az információkat alaposan meg kell emészteni. A regiszterek megértik a feladatokat és eltárolják azokat a számítógép memóriájában. Ugyanezt a felhasználó kérésére biztosítjuk. A feldolgozás a felhasználói igényeknek megfelelően történik. A számítógépes rendszer különféle regisztereket használ az adatok tárolására és a memóriahasználat csökkentésére. A CPU által használt minden regiszter egyedi funkcióval rendelkezik. Az alábbiakban ismertetjük a gyakori regiszterek fajtáit.
Regiszter memória használata
- A CPU szükség esetén hozzáférhet a gyakran használt adatokhoz, utasításokhoz és mindezek címéhez és helyéhez a regiszterekből. A regiszter tárolja azokat az utasításokat, amelyeket a CPU feldolgoz. A feldolgozás előtt minden adatnak át kell mennie a nyilvántartásokon. Ebből arra következtethetünk, hogy a felhasználók adatokat írnak be a regiszterekbe, amelyeket a CPU feldolgoz.
- A regiszterek lehetővé teszik az adatok gyors fogadását, tárolását és továbbítását, és bármilyen regiszter felhasználható a CPU által igényelt precíz feladatok elvégzésére. A felhasználóknak nem kell nagyon tájékozottnak lenniük a regiszterrel kapcsolatban, mert a CPU ideiglenes memóriaként és adatpufferként tárolja.
- A regiszterek pufferként működnek az adatok fő memóriából való másolásához, így a processzor bármikor hozzáférhet azokhoz, amikor csak szükséges. Az adatokat a nyilvántartásban úgy tároljuk, hogy a nyilvántartás ismerje a helyet és a címet, és ezeket az információkat az IP-címek meghatározásához felhasználhassa.
- A követelményeknek megfelelően az alapregiszter módosíthatja a számítógépes műveleteket vagy operandusokat, és a számítógépes rendszerutasításokban a címrész hozzáadható a regiszterhez.
Minden CPU-nak van néhány bájtja a regisztereihez. A regiszter gyors memóriát és utasításokat tartalmaz a rendszeren való munkához. Mivel a fordító az ideiglenes adatokat a regiszterben tárolja, nem pedig a RAM-ban, amelyen keresztül a programok gyorsabban futnak, mint kellene a rendszerben.
Miért van szükségünk regiszter memóriára?
A CPU-regiszterek nagyon hasznosak az utasítások gyors kezelésében. A számítógépmemória hierarchiájának tetején található, és lényegesen gyorsabb a többi számítógép memóriájához képest. Bármilyen típusú kis adat tárolható, beleértve a regisztereket, címeket és utasításokat. Ezek a regiszterek lehetővé teszik a CPU hatékony és értelmes működését.
A gyorsítótár és a regiszter közötti különbség
Bár általában mindkettő adatokat tárol, a gyorsítótár-memória és a regiszterek nagymértékben különböznek egymástól. Az eszköz összes gyakran használt adata és utasítása a gyorsítótárban tárolódik. Ennek eredményeként felgyorsítja a számítógép általános teljesítményét és működését is. A nyilvántartás ezzel szemben csak egyetlen információt tárol, például egy számítógépes utasítást vagy egy adott adat helyét.
Beszéljük meg a regiszter és a gyorsítótár közötti különbséget. Az alábbiakban egy táblázat található, amelyben összehasonlítjuk a két kifejezést egyedi jellemzőik alapján, hogy a téma világosabbá és érthetőbbé váljon.
| Paraméterek | Cache memória | Regisztráció |
|---|---|---|
| Meghatározás | A számítógépes rendszerekben a gyorsítótár a memória legkisebb és leggyorsabb része. | A regiszterek, amelyek a számítógép CPU-jának kisebb részét képezik, gyors tároló összetevők. |
| Tárolt adatok | A számítógép gyorsítótára tárolja a legutóbb használt információkat és adatokat. | A regiszterek azon adatok tárolására szolgálnak, amelyeket a számítógép CPU-ja éppen feldolgoz. |
| CPU által használt | A korábban tárolt adatok megtalálásához a CPU cache memóriát használ. | A CPU a regisztereket használja az összes új adat és információ feldolgozására. |
| Elhelyezkedés | A számítógép gyorsítótára a CPU-ban vagy a rendszer alaplapján található. | A regiszterek egy számítógépes eszköz CPU-jának alkotóelemei. |
| Adatfeldolgozás | Az információkat feldolgozott állapotban tartja. | Feldolgozatlan állapotban tartja az információkat. |
| CPU memória hozzáférési sebesség | A regisztermemóriához képest a rendszer CPU-ja lényegesen gyorsabban tud hozzáférni a cache memóriához. | A CPU számos műveletet tud végrehajtani egy regiszter tartalmával egyetlen órajel alatt, miközben a regiszterekkel dolgozik. |
| Példák | A gyorsítótár például az adatbázislekérdezési gyorsítótár, a dinamikus oldalgyorsítótár és egyebek. | A regiszterek egy példánya a hurok. |